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Investigadores del IPN fabrican prótesis de mandíbula con impresión 3D

Trabajan de la mano con médicos del sector salud; usan polvo de acero inoxidable o titanio.
implantes de mand�bula en impresi�n 3D
implantes de mand�bula en impresi�n 3D - (Foto: Foto: Cortes�a de Comunicaci�n Social del IPN.)

Con la incorporación de las tendencias tecnológicas de la industria 4.0, investigadores del Instituto Politécnico Nacional (IPN) trabajan en el desarrollo de prótesis de mandíbula, que permitirán mejorar la calidad de vida de quienes por patologías congénitas o diversas circunstancias requieren de un implante de este tipo.

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El trabajo está a cargo del científico Juan Alfonso Beltrán Fernández, de la Escuela Superior de Ingeniería Mecánica y Eléctrica (ESIME), Unidad Zacatenco e integrante del Sistema Nacional de Investigadores, informó el IPN.

Según la Organización Mundial de la Salud (OMS), cada año a nivel global, se presentan cerca de 23,300 nuevos casos de cáncer oral y alrededor de la mitad de ellos causa la muerte. En México existen cerca de 1,000 casos anuales.

Beltrán Fernández explicó que las tecnologías de la industria 4.0 constituyen una solución factible en materia de prótesis humanas, ya que disminuyen los costos hasta cinco veces en comparación con las soluciones comerciales.

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El investigador destacó que los candidatos a este tipo de reemplazos de mandíbula son personas con malformaciones congénitas, traumatismos, caries mal tratadas o infecciones que generan necrosis en el hueso y como consecuencia cáncer.

En los hospitales del sector salud de México existen áreas de oportunidad en materia de prótesis óseas, ya que los altos costos de éstas impiden la pronta adaptación y hay quienes no pueden ingresar a una lista de espera.

Un equipo multidisciplinario

Para desarrollar las prótesis de mandíbula, se conformó una red de médicos cirujanos maxilofaciales del Hospital Regional Primero de Octubre del Instituto de Seguridad y Servicios Sociales de los Trabajadores del Estado (ISSSTE), del Centro Médico Nacional La Raza y del Hospital Victorio de la Fuente Narváez, del Instituto Mexicano del Seguro Social (IMSS).

Los médicos y el grupo de trabajo de biomecánica del IPN analizan las tomografías del caso clínico, proponen soluciones técnicas y entonces elaboran un modelo plástico impreso en 3D en el que se marcan y se definen las zonas que se retirarán y se sustituirán con el implante.

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En una segunda etapa deciden con qué materiales elaborarán la prótesis. Si acuerdan fabricarlo en 3D con polvo de acero inoxidable o titanio, se cotiza el costo con la empresa y cuando las autoridades de la institución médica aprueban el presupuesto se inicia el proceso.

Junto con el plano de diseño se envía a la empresa un modelo plástico digitalizado con un escáner en 3D. A partir de ellos se elabora el reemplazo por DMLS (Direct Metal Laser Sintering), técnica de fabricación aditiva a base del sinterizado de finas partículas de polvo de acero inoxidable 316L y titanio que se fusionan con rayos láser de alta potencia.

Otras opciones de materiales

Durante el proceso, el investigador del IPN y el fabricante tienen estrecha comunicación a distancia para generar implantes de alta calidad.

También se construyen las prótesis con resina isoftálica, material hipoalergénico con alta capacidad mecánica, al que se pueden agregar en el fraguado compuestos para favorecer la regeneración ósea.

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La función de la resina es envolver la estructura principal de las prótesis e incrementar su resistencia mecánica.

Juan Alfonso Beltrán además usa la tecnología de polvos. Según las características del reemplazo y las necesidades del usuario, se pueden diseñar con un solo material y técnica o combinarse para obtener piezas funcionales con el peso y resistencia óptimos.

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